淺談自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)

齊賀宇

摘 要：自密實(shí)混凝土（簡稱SCC），被譽(yù)為“混凝土建筑技術(shù)中最具革命性的發(fā)展”，因其優(yōu)異的產(chǎn)品性能和施工性，廣泛應(yīng)用于各種建筑領(lǐng)域。本文主要從設(shè)計(jì)說明、設(shè)計(jì)依據(jù)、原材料選定、配合比計(jì)算、配合比試配及選定等方面，簡要說明自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法。為測試人員、工程人員提供技術(shù)參考及理論支撐。

關(guān)鍵詞：自密實(shí)混凝土；配合比設(shè)計(jì)；

引言：自密實(shí)混凝土具有高流動性、自密實(shí)、不泌水、不離析等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑工程、鐵路工程。自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)直接影響其拌合物性能、力學(xué)性能和耐久性，是現(xiàn)場施工的基礎(chǔ)。準(zhǔn)確掌握自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法至關(guān)重要。

1 設(shè)計(jì)說明

1.1 拌合物性能要求

入泵坍落度：200～260mm、入泵擴(kuò)展度：500～650mm、5h坍落度≥180mm、5h擴(kuò)展度≥400mm、含氣量<2.5%、T50：5～20s、初凝時間：16～22h、終凝時間：18～24h。

氯離子含量不超過膠凝材料總量的0.10%、總?cè)趸蚝坎怀^膠凝材料總量的4.0%、總堿含量≤3.0kg/m3。

1.2 耐久性及力學(xué)性能要求

56d混凝土電通量<1000C、強(qiáng)度等級：C55。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

CECS 203：2006《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》；

JTG/T D65-06-2015《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》；

TB 10424-2018《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》；

JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》。

3 原材料選定

混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)采用工程實(shí)際使用的原材料，所用細(xì)骨料含水率應(yīng)小于0.5%，粗骨料含水率應(yīng)小于0.2%，所有材料均須驗(yàn)收合格。

3.1 粉體選定

根據(jù)新拌混凝土性能和硬化混凝土性能，選定使用P﹒O 42.5低堿水泥、S95礦粉、F類Ⅰ級粉煤灰、Ⅱ型膨脹劑，用于滿足自密實(shí)混凝土性能要求。

3.2 骨料選定

選定使用河砂（中砂）、碎石（5～10：10～20mm=4：6），用于滿足自密實(shí)混凝土性能要求。

3.2 外加劑選定

選定摻入高性能緩凝型減水劑，用于改善漿體的粘性和流動性。

4 配合比計(jì)算

4.1 確定試配強(qiáng)度

由公式 fcu，o≥fcu，k+1.645σ（其中fcu，k為設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級，σ取6.0MPa）可得：配制強(qiáng)度fcu，o≥55+1.645×6.0=64.9MPa。

4.2 選取單位體積粗骨料量

根據(jù)自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)性能及CECS 203：2006要求，單位體積粗骨料絕對體積宜為0.32～0.35m3，初選0.34m3。

4.3 選取單位體積用水量、單位體積粉體量、水粉比

根據(jù)自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)性能及CECS 203：2006要求，用水量宜為155～180kg，初選170kg，體積0.17m3；單位體積粉體量宜為0.16～0.23m3，初選0.20m3；水粉比宜為0.80～1.15，經(jīng)計(jì)算水粉比為0.85，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.4 暫定含氣量

根據(jù)CECS 203：2006及JTG/T D65-06-2015要求，含氣量宜為1.5～2.5%，暫定含氣量為2.0%。

4.5 確定單位體積細(xì)骨料量

自密實(shí)混凝土宜采用絕對體積法設(shè)計(jì)，單位體積細(xì)骨料量應(yīng)由單位體積粉體量、單位體積粗骨料量、單位體積用水量和含氣量確定，經(jīng)計(jì)算得出單位體積細(xì)骨料量為1-0.34-0.17-0.20-0.02=0.27m3。

4.6 確定每立方米混凝土中原材用量

經(jīng)實(shí)測，粗骨料表觀密度2700kg/m3、細(xì)骨料表觀密度2700kg/m3、水泥表觀密度3060kg/m3、粉煤灰表觀密度2450kg/m3、礦粉表觀密度2800kg/m3、膨脹劑表觀密度2850kg/m3；根據(jù)自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)性能要求，暫定膨脹劑內(nèi)摻10%，粉煤灰占膠材總量17%，礦粉占膠材總量10%，減水劑摻量1.3%；

經(jīng)計(jì)算可得：每立方米混凝土中水泥用量為382kg、粉煤灰用量為89kg、礦粉用量為52kg、膨脹劑用量為58kg、砂用量為729kg、碎石用量為918kg、減水劑用量為6.8kg。

4.7 確定基準(zhǔn)配合比

按以上計(jì)算的配合比進(jìn)行試拌，根據(jù)拌合物性能要求，調(diào)整單位體積用水量為160kg，混凝土的保水性和粘聚性好。據(jù)此，我們以0.306作為基準(zhǔn)水膠比，水膠比增加和減少0.02，用水量不變，砂率增加和減少1%，分別選取水膠比為0.326、0.306、0.286的配合比進(jìn)行試拌，經(jīng)計(jì)算得出配合比如下：

①水膠比為0.326

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=359：83：49：54：762：921：160：6.4

②水膠比為0.306

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=382：89：52：58：729：918：160：6.8

③水膠比為0.286

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=408：95：56：62：696：911：160：7.3

5 配合比試配及選定

經(jīng)試配，水膠比0.306的配合比試塊強(qiáng)度略大于制配強(qiáng)度（64.9MPa），拌合物性能、耐久性均符合設(shè)計(jì)要求。混凝土拌合物表觀密度實(shí)測值與計(jì)算值之差的絕對值未超過計(jì)算值的2%，無需修正，配合比維持不變。

配合比選定結(jié)果如下：

水泥：粉煤灰：礦粉：膨脹劑：砂：石：水：減水劑=382：89：52：58：729：918：160：6.8

結(jié)語：綜上所述，自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)的每一方面均需要通過試拌測試和以往經(jīng)驗(yàn)確定。不斷摸索水膠比、水粉比、粉體總量與混凝土強(qiáng)度、自密實(shí)性能、粘性、流動性之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)非常重要。作為檢測人員，應(yīng)熟練掌握配合比設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)原理，為社會提供準(zhǔn)確、公正、科學(xué)的檢測結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] CECS 203：2006《自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》.

[2] JTG/T D65-06-2015《公路鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)規(guī)范》.

[3] TB 10424-2018《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》.

[4] JGJ 55-2011《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》.